CHƯƠNG III: TĨNH HỌC VẬT RẮN 19. CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN DƯỚI TÁC DỤNG CỦA HAI LỰC. TRỌNG TÂM - Vật rắn là vật mà khoảng cách giữa hai điểm bất kì của vật không đổi. - Giá của lực: Là đường thẳng mang vectơ lực. 1. Điều kiện cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của hai lực: Muốn cho một vật rắn chịu tác dụng của hai lực ở trạng thái cân bằng thì hai lực phải cân bằng. 1 2 F + F = 0 ur uur r Chú ý: - Hai lực trực đối là hai lực cùng giá, ngược chiều và có độ lớn bằng nhau. - Hai lực cân bằng: là hai lực trực đối cùng tác dụng vào một vật. - Tác dụng của một lực lên một vật rắn không thay đổi khi điểm đặt của lực đó dời chỗ trên giá của nó. 3. Trọng tâm của vật rắn: - Trọng tâm của vật rắn là điểm đặt của trọng lực tác dụng lên vật. - Khi vật rắn dời chỗ thì trọng tâm của vật cũng dời chỗ như một điểm của vật. 4. Cân bằng của vật rắn treo ở đầu dây: Treo vật rắn ở đầu một sợi dây mềm khi cân bằng: - Dây treo trùng với đường thẳng đứng đi qua trọng tâm G của vật. - Độ lớn lực căng T bằng độ lớn của trọng lượng P của vật. - Ứng dụng: Dùng dây dọi để xác định đường thẳng đứng, xác định trọng tâm của vật rắn phẳng mỏng. 5. Cân bằng của vật rắn trên giá đỡ nằm ngang: Đặt vật rắn trên giá đỡ nằm ngang thì trọng lực P ur ép vật vào giá đỡ, vật tác dụng lên giá đỡ một lực, giá đỡ tác dụng phản lực N ur lên vật. Khi vật cân bằng: N = -P ur ur (trực đối). Mặt chân đế: Là hình đa giác lồi nhỏ nhất chứa tất cả các điểm tiếp xúc. Điều kiện cân bằng của vật rắn có mặt chân đế: Đường thẳng đứng qua trọng tâm của vật gặp mặt chân đế. 5. Các dạng cân bằng: a. Cân bằng bền: Vật tự trở về vị trí cân bằng khi ta làm nó lệch khỏi vị trí cân bằng . b. Cân bằng không bền: Vật không tự trở về vị trí cân bằng (càng dời xa vị trí cân bằng) khi ta làm nó lệch khỏi vị trí cân bằng. c. Cân bằng phiếm định: Vật cân bằng ở vị trí mới khi ta làm nó lệch khỏi vị trí cân bằng. 20. CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN DƯỚI TÁC DỤNG CỦA BA LỰC KHÔNG SONG SONG 1. Quy tắc tổng hợp hai lực đồng quy: Hai lực đồng quy: Là hai lực tác dụng lên cùng một vật rắn, có giá cắt nhau tại một điểm. Để tổng hợp hai lực đồng quy ta làm như sau: - Trượt hai lực trên giá của chúng cho tới khi điểm đặt của hai lực là I (điểm đồng quy). - Áp dụng quy tắc hình bình hành, tìm hợp lực F r của hai lực cùng đặt lên điểm I. 1 2 F = F + F r ur uur Ghi chú: - Nếu vẽ , 1 F r song song cùng chiều (không cùng giá với F r ) và có độ lớn bằng F r thì , , 1 2 1 F = F + F r ur uur không phải là hợp lực của 1 F r và 2 F r . - Chỉ có thể tổng hợp hai lực không song song thành một lực duy nhất khi hai lực đó đồng quy (đồng phẳng). 2. Cân bằng của một vật rắn dưới tác dụng của ba lực không song song: Điều kiện cân bằng: Điều kiện cân bằng của một vật rắn chịu tác dụng của ba lực không song song là hợp lực của hai lực bất kỳ cân bằng với lực thứ ba. 1 2 3 F + F + F = 0 ur uur ur r Nói cách khác ba lực phải đồng phẳng và đồng quy và có hợp lực bằng không 21. QUY TẮC HỢP LỰC SONG SONG. ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT RẮN DƯỚI TÁC DỤNG CỦA BA LỰC SONG SONG 1. Quy tắc hợp lực hai lực song song cùng chiều: a. Quy tắc: Hợp lực của hai lực 1 F ur và 2 F uur song song, cùng chiều, tác dụng vào một vật rắn, là một lực F r song song, cùng chiều với hai lực có độ lớn bằng tổng độ lớn của hai lực đó F=F 1 +F 2 …………………………………………………………………………………………………… 1 Giá của hợp lực F r nằm trong mặt phẳng của 1 F ur , 2 F uur và chia trong khoảng cách giữa hai lực này thành những đoạn tỷ lệ nghịch với độ lớn của hai lực đó. 1 2 2 1 F d = F d (chia trong) b. Hợp nhiều lực: Nếu muốn tìm hợp lực của nhiều lực song song cùng chiều 1 2 n F ,F , ,F r r r ta tìm hợp lực 1 1 2 R F F= + ur r r , rồi lại tìm hợp lực 2 1 3 R R F= + ur ur r và cứ tiếp tục như thế cho đến lực cuối cùng n F r Hợp lực F ur tìm được sẽ là một lực song song cùng chiều với các lực thành phần, có độ lớn: F=F 1 +F 2 + . . . +F n c. Lí giải về trọng tâm vật rắn: Chia vật rắn thành nhiều phần tử nhỏ, các trọng lực nhỏ tạo thành một hệ lực song song cùng chiều đặt lên vật. Hợp lực của chúng là trọng lực tác dụng lên vật có điểm đặt là trọng tâm của vật. d. Phân tích một lực thành hai lực song song: Phân tích một lực F ur đã cho thành hai lực 1 F ur và 2 F uur song song với F ur tức là tìm hai lực 1 F ur và 2 F uur song song và có hợp lực là F ur . Có vô số cách phân tích một lực đã cho. Khi có những yếu tố đã được xác định thì phải dựa vào đó để chọn cách phân tích thích hợp. 3. Điều kiện cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của ba lực song song: Điều kiện cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của ba lực 1 F ur , 2 F uur , 3 F ur song song, đồng phẳng là hợp lực của hai lực bất kì cân bằng với lực thứ ba 1 2 3 F + F + F = 0 ur uur ur r 4. Quy tắc hợp hai lực song song trái chiều: Hợp lực của hai lực 1 F ur và 2 F uur song song trái chiều cùng tác dụng vào một vật rắn, là một lực F r : - Song song và cùng chiều với lực thành phần có độ lớn lớn hơn lực thành phần kia. - Có độ lớn bằng hiệu độ lớn của hai lực thành phần: F = 1 2 F F− - Giá của hợp lực nằm trong mặt phẳng của hai lực thành phần, và chia ngoài khoảng cách giữa hai lực này thành những đoạn tỷ lệ nghịch với độ lớn của hai lực đó. 2 1 1 2 d F = d F (chia ngoài) 5. Ngẫu lực: - Ngẫu lực là hệ hai lực 1 F ur và 2 F uur song song ngược chiều, có cùng độ lớn F, tác dụng lên một vật. - Ngẫu lực có tác dụng làm cho vật rắn quay theo một chiều nhất định. - Ngẫu lực không có hợp lực. - Momen của ngẫu lực đặc trưng cho tác dụng làm quay của ngẫu lực và bằng tích của độ lớn F của một lực và khoảng cách d giữa hai giá của hai lực M=F.d Đơn vị của mô men ngẫu lực là N.m 22. MOMEN CỦA LỰC. ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT RẮN CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. 1. Nhận xét về tác dụng của một lực lên một vật rắn có trục quay có định: - Các lực có giá song song với trục quay hoặc cắt trục quay thì không có tác dụng làm quay vật. - Các lực có phương vuông góc với trục quay và có giá càng xa trục quay thì tác dụng làm quay vật càng mạnh. - Tác dụng làm quay của một lực lên vật rắn có trục quay cố định từ trạng thái đứng yên không những phụ thuộc vào độ lớn của lực mà còn phụ thuộc khoảng cách từ trục quay tới giá (cách tay đòn) của lực. 2. Momen của lực đối với một trục quay: Momen của lực: Xét một lực F ur nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục quay Oz. Momen của lực F ur đối với trục quay là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực quanh trục ấy và được đo bằng tích độ lớn của lực và cánh tay đòn. …………………………………………………………………………………………………… 2 M = F.d d(m): cánh tay đòn (tay đòn) là khoảng cách từ trục quay tới giá của lực M(N.m): momen của lực 3. Điều kiện cân bằng của một vật rắn có trục quay cố định (Quy tắc momen): Muốn cho một vật rắn có trục quay cố định nằm cân bằng thì tổng momen của các lực có khuynh hướng làm vật quay theo một chiều phải bằng tổng momen của các lực có khuynh hướng làm vật quay theo chiều ngược lại. M = M' ∑ ∑ Nếu quy ước momen lực làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ có giá trị dương, cùng chiều kim đồng hồ có giá trị âm , thì: M 1 +M 2 + =0 Với M 1 , M 2 là momen của tất cả các lực đặt lên vật. CHƯƠNG IV . CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN 1. Hệ kín Một hệ vật gọi là hệ kín nếu chỉ có các vật trong hệ tương tác lẫn nhau (gọi là nội lực)mà không có tác dụng của những lực từ bên ngoài (gọi là ngoại lực), hoặc nếu có thì phải triệt tiêu lẫn nhau 2. Định luật bảo toàn động lượng a.Động lượng:Động lượng → p của một vật là một véc tơ cùng hướng với vận tốc và được xác định bởi công thức → p = m → v Đặc điểm của vectơ động lượng: - Điểm đặt: Tại trọng tâm của vật. - Hướng: Cùng hướng với vectơ vận tốc. - Độ lớn: p = m.v Đơn vị động lượng là kgm/s b.Định luật bảo toàn động lượng : +Vectơ tổng động lượng của một hệ kín được bảo toàn + → 1 p + → 2 p + … + → n p = p r không đổi , hay : ê ê ' h h p p= r r c.Mối liên hệ giữa động lượng và xung lượng của lực. 2 → p - 1 → p = → F ∆t hay → ∆p = → F ∆t Độ biến thiên động lượng của một vật trong khoảng thời gian nào đó bằng xung lượng của tổng các lực tác dụng lên vật trong khoảng thời gian đó. *Ý nghĩa : Lực tác dụng đủ mạnh trong một khoảng thời gian thì có thể gây ra biến thiên động lượng của vật. 3: Công. a:Định nghĩa: Công của lực không đổi → F tác dụng lên một vật và điểm đặt của lực đó chuyển dời một đoạn s theo hướng hợp với hướng của lực góc α thì công của lực → F được tính theo công thức : A = Fscosα = .F s r r b. các trường hợp đặc biệt. + Khi α là góc nhọn cosα > 0, suy ra A > 0 ; A gọi là công phát động. + Khi α = 90 o , cosα = 0, suy ra A = 0 ; khi đó lực → F không sinh công. + Khi α là góc tù thì cosα < 0, suy ra A < 0 ; khi đó A gọi là công cản. c .Đơn vị công. Đơn vị công là jun (kí hiệu là J) : 1J = 1Nm *Chú ý.Các công thức tính công chỉ đúng khi điểm đặt của lực chuyển dời thẳng và lực không đổi trong quá trình chuyển động. 4. Công suất. :Công suất là đại lượng đo bằng công sinh ra trong một đơn vị thời gian. P = t A = .F v r r Ý nghĩa : công suất đặc trưng cho tốc độ sinh công của vật 1 oát là công suất của máy sinh công 1 Jun trong 1 giây. 1J 1W 1s = Một số đơn vị khác: 1kW = 1000W = 10 3 W 1MW = 1000000W = 10 6 W Chú ý: 1kWh = 3,6.10 6 J 1HP (mã lực) = 736W …………………………………………………………………………………………………… 3 Đơn vị công suất là jun/giây, được đặt tên là oát, kí hiệu W. **Hiệu suất A A H ' = <1 5.Động năng. a.Định nghĩa:Động năng là dạng năng lượng mà vật có được do nó đang chuyển động. W đ = 2 1 mv 2 trong đó m(kg);v(m/s),W đ (J) b. Tính chất :Động năng là đại lượng vô hướng dương, có tính tương đối A 12 > 0 : động năng tăng c. Định lí động năng 2 1 mv 2 2 - 2 1 mv 1 2 = A 12 A 12 < 0 : động năng giảm 6. Thế năng :. a. Thế năng trọng trường. Thế năng trọng trường của một vật là dạng năng lượng tương tác giữa Trái Đất và vật ; nó phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường. Nếu chọn mốc thế năng tại mặt đất vật có khối lượng m đặt tại độ cao z là : W t = mgz b .Thế năng đàn hồi. 2 2 1 kxW đh = ; k (N/m)là độ cứng của lò xo. x(m): là độ biến dạng Đặc điểm : Hiệu thế năng vị trí đầu và vị trí cuối bắng công lực thế : A thế = W t1 – W t2 Lực thế là lực mà công không phụ thuộc vào hình dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí đầu và vị trí cuối( trong lực , lực đàn hồi) , công lực thế trên quỹ đạo kín bằng 0, lực ma sát, lực phát động của động cơ không phải lực thế Công trong lực: A p = mg(z 1 – z 2 ) Công lực đàn hồi 2 2 1 2 2 2 dh F kx kx A = − z 1 , z 2 độ cao so với mặt gốc thế năng(m) x 1 ,x 2 (m) độ biến dạng của lò xo , K(N/m) độ cứng lò xo 7.Cơ năng Tổng động năng và thế năng W = W đ + W t + Định luật bảo toàn cơ năng : Cơ năng của những vật chịu tác dụng của những lực thế luôn bảo toàn W 1 = W 2 ⇒ ∆ W = 0 ⇒ ∆ W t = - ∆ W đ ⇒ (W đ ) max = (W t ) max + Trường hợp trong lực : 2 1 mv 1 2 + mgz 1 = 2 1 mv 2 2 + mgz 2 + Trường hợp lực đàn hồi : 2 1 mv 2 + 2 1 k(x) 2 = hằng số + Khi vật chịu tác dụng của lực không phải là lực thế thì cơ năng của vật biến thiên lothe AWWW =∆=− 12 8.Va chạm 1.Va chạm đàn hồi(trực diện xuyên tâm): + Động lượng được bảo toàn. + Cơ năng được bảo toàn. *Vận tốc của từng quả cầu sau va chạm đàn hồi trực diện ( ) 21 22121 ' 1 2 mm vmvmm v + +− = ( ) 21 22212 ' 2 2 mm vmvmm v + +− = *Nhận xét: o Hai qua cầu có khốí lượng bằng nhau: 21 mm = thì 1 ' 22 ' 1 ; vvvv == → Có sự trao đổi vận tốc. o Hai quả cầu có khối lượng chênh lệch Giả sử 21 mm >> và 0 1 =v ta có thể biến đổi gần đúng với 2 1 0 m m ≈ ta thu được , , 1 2 2 0;v v v= = − 2.Va chạm mềm: …………………………………………………………………………………………………… 4 + Động lượng được bảo toàn. + Cơ năng không bảo toàn - một phần cơ năng chuyển thành nhiệt. - Định luật bảo toàn động lượng: ( ) mv M m V= + . - Độ biến thiên động năng của hệ: 1 W W d d M M m ∆ = − + * NX : 0<∆ đ W chứng tỏ động năng giảm đi một lượng trong va chạm. Lượng này chuyển hoá thành dạng năng lượng khác, nhu toả nhiệt, 10. Các định luật kê-ple o Định luật 1: Mọi hành tinh đều chuyển động theo các quỷ đạo elip mà Mặt Trời là một tiêu điểm. o Định luật 2: Đoạn Thẳng nối mặt trời và một hành tinh bất kỳ quét những diện tích bằng nhau trong những khoảng thời gian như nhau. o Định luật 3: Tỉ số giữa lập phương bán trục lớn và bình phương chu kỳ quay là giống nhau cho mọi hành tinh quay quanh Mặt Trời. 2 3 2 2 3 2 2 1 3 1 n n T a T a T a == - Giả sử vệ tinh chuyển động trên quỹ đạo tròn gần Trái Đất. Áp dụng định luật II Niu-tơn, ta có: 2 3 hd ht 2 M.m mv GM F ma G v 7,9.10 m / s R R R = ⇔ = ⇒ = = Trong đó R = 6370km là bán kính Trái Đất, M = 5,89.10 24 kg là khối lượng Trái Đất. v I = 7,9km/s gọi là vận tốc vũ trụ cấp I v II = 11,2km/s gọi là tốc độ vũ trụ cấp II v III = 16,7km/s gọi là tốc độ vũ trụ cấp III CHƯƠNG V : CƠ HỌC CHẤT LƯU 1. Áp suất của chất lỏng : Chất lỏng luôn tạo lực nén lên mọi vật trong nó. Áp suất tại vị trí khảo sát bằng với lực nén lên một đơn vị diện tích đặt tại đó. S F p = Đặc điểm : o Tại mọi điểm của chất lỏng, áp suất theo mọi phương là như nhau. o Áp suất ở độ sâu khác nhau thì khác nhau. * Đơn vị : trong hệ SI là Pa (hay N/m 2 ) Atmosphe vật lý : 1atm = 1,013.10 5 Pa Milimet thủy ngân: 1torr = 1mmHg = 1,33 Pa 1atm = 760mmHg= 760 torr 2. Áp suất thủy tĩnh ở độ sâu h : p = p a + ρgh Trong đó: - p (Pa)là áp suất thủy tĩnh hay áp suất tĩnh của chất lỏng. - h (m)là độ sâu so với mặt thoáng. - p a (Pa)là áp suất khí quyển - ρ(kg/m 3 ) khối lượng riêng của chất lỏng 3. Nguyên lí Pascal. Độ tăng áp suất lên một chất lỏng chứa trong bình kín được truyền nguyên vẹn cho mọi điểm của chất lỏng và thành bình. p = p ng + ρgh p ng (Pa) là áp suất từ bên ngoài nén lên mặt chất lỏng. 4.Lưu lượng của chất lỏng A( m 3 /s) . A = v 1 .S 1 = v 2 .S 2 ⇒ 1 2 2 1 S S v v = o Khi chảy ổn định, lưu lượng chất lỏng trong một ống dòng là không đổi. o Trong một ống dòng, tốc độ của chất lỏng tỉ lệ nghịch với tiết diện của ống. v 1 , v 2 là vận tốc chất lỏng trong ống dòng tiết diện S 1 , S 2 . 5 Máy nén thủy lực Nguyên lý Pascal được áp dụng trong việc chế tạo các máy nén thủy lực, máy nâng, phanh (thắng) thủy lực. Giả sử tác dụng một lực 1 F r lên pit tông nhánh trái có tiết diện S 1 , lực này làm tăng áp suất chất lỏng lên một lượng: …………………………………………………………………………………………………… 5 1 1 F Δp = S Theo nguyên lts Pascal áp suất tác dụng lên tiết diện S 2 ở nhánh phải cũng tăng lên một lượng Δp và tạo lên một lực 2 F r bằng: 2 2 2 1 1 S F = SΔp = F S Lực F 2 > F 1 vì S 2 > S 1 . Nếu cho 1 F r di chuyển một đoạn bằng d 1 xuống dưới thì lực 2 F r di chuyển ngược lên trên một đoạn d 2 là: 1 2 1 1 2 S d = d < d S Lực nâng được nhân lên 2 1 S S thì độ dời lại chia cho 2 1 S S , do đó công được bảo toàn. 6. Định luật Bec-nu-li cho ống dòng nằm ngang. Trong một ống dòng nằm ngang, tổng áp suất tĩnh và áp suất động tại mọi điểm bất kì luôn là hằng số. const=+ 2 .v 2 1 p ρ trong đó: p (Pa): là áp suất tĩnh. 2 v 2 1 ρ : áp suất động. ⇒ Hệ quả :trong ống dòng, ở nơi có vận tốc lớn (tiết diện nhỏ) thì áp suất tĩnh nhỏ; nơi có vận tốc nhỏ thì áp suất tĩnh lớn Đo vận tốc chất lỏng. Ống Ven-tu-ri. - Đo vận tốc chất lỏng: Dựa trên nguyên tắc đo áp suất tĩnh. - Ống Ven-tu-ri: Dùng để đo vận tốc chất lỏng trong ống. ( ) 2 2 2 2sΔp v = ρ S -s Trong đó ∆p : hiệu áp suất tĩnh giữa hai tiết diện S và s Đo vận tốc của máy bay nhờ ống pi-tô. KK 2ρ.gΔh v = ρ . Một vài ứng dụng khác của định luật Bec-nu-li: a. Lực nâng máy bay: Ở phía trên các đường dòng xít vào nhau hơn so với ở phía dưới cánh b. Bộ chế hoà khí: Bộ chế hoà khí là một bộ phận trong động cơ đột trong dùng để cung cấp hỗn hợp nhiên liệu - không khí CHƯƠNG VI :CHẤT KHÍ 1. Tính chất của chất khí - Bành trướng, Dễ nén, Có khối lượng riêng nhỏ so với chất lỏng và chất rắn. 2. Cấu trúc của chất khí Chất được tạo từ các phân tử, các phân tử tương tác liên kết với nhau tạo thành những phân tử. Mỗi chất khí được tạo thành từ các phân tử giống hệt nhau. Mỗi phân tử có thể bao gồm một hay nhiều nguyên tử. 3.Các khái niệm cơ bản a. Mol: 1 mol là lượng chất trong đó có chứa một số phân tử hay nguyên tử bằng số nguyên tử chứa trong 12 gam Cacbon 12. b. Số Avogadro: Số nguyên tử hay phân tử chứa trong 1 mol của mọi chất đều bằng nhau và gọi là số Avogadro N A N A = 6,02.10 23 mol -1 c. Khối lượng mol: Khối lượng mol của một chất (ký hiệu µ) được đo bằng khối lượng của một mol chất ấy. …………………………………………………………………………………………………… 6 d. Thể tích mol: Thể tích mol của một chất được đo bằng thể tích của một mol chất ấy. Ở điều kiện chuẩn (0 o C, 1atm), thể tích mol của mọi chất khí đều bằng 22,4 lít/mol hay 0,0224 m 3 /mol. Chú ý: - Khối lượng m 0 của một phân tử (hay nguyên tử) của một chất: 0 A m N µ = - Số mol ν chứa trong khối lượng m của một chất: m ν = µ - Số phân tử (hay nguyên tử) N có trong khối lượng m của một chất: A A m N .N .N= ν = µ 4. Thuyết động học phân tử chất khí: o - Chất khí gồm các phân tử có kích thước rất nhỏ (có thể coi như chất điểm). o - Các phân tử chuyển động nhiệt hỗn loạn không ngừng. Nhiệt độ càng cao thì vận tốc chuyển động nhiệt càng lờn. o - Giữa hai va chạm, phân tử gần như tự do và chuyển động thẳng đều. o - Khi chuyển động, các phân tử va chạm với nhau làm chúng bị thay đổi phương và vận tốc chuyển động, hoặc va chạm với thành bình tạo nên áp suất của chất khí lên thành bình. 5. Cấu tạo phân tử của chất: - Chất được cấu tạo từ những phân tử (hoặc nguyên tử) chuyển động nhiệt không ngừng. - Ở thể khí, các phân tử ở xa nhau, lực tương tác giữa các phân tử yếu nên chúng chuyển động về mọi phía nên một lượng khí không có thể tích và hình dạng xác định. - Ở thể rắn và thể lỏng, các phân tử ở gần nhau, lực tương tác giữa chúng mạnh, nên các phân tử chỉ dao động quanh một vị trí cân bằng. Do đó khối chất lỏng và vật rắn có thể tích xác định. - Ở thể rắn, các vị trí cân bằng của phân tử là cố định nên vật rắn có hình dạng xác định. - Ở thể lỏng thì các vị trí cân bằng có thể di chuyển nên khối chất lỏng không có hình dạng xác định mà có thể chảy. 6.Khí lý tưởng Khí lý tưởng (theo quan điểm vĩ mô) là khí tuân theo đúng hai định luật Boyle-Mariotte và Charles. Ở áp suất thấp, có thể coi khí thực như là khí lý tưởng. 7. Nhiệt độ tuyệt đối o - Nhịêt giai Kelvin là nhiệt giai trong đó không độ (0 K) tương ứng với nhiệt độ -273 o C và khoảng cách nhiệt độ1kelvin (1K) bằng khoảng cách 1 o C. o - Nhiệt độ đo trong nhịêt giai Kelvin được gọi là nhiệt độ tuyệt đối, ký hiệu T. T = t +273 Phương trình TTKLT 2 22 1 11 T Vp T Vp = Phương trình Claperon-Mendeleep RT m RTpV µ ν == Hay : const T pV = Định luật Boilo-Marot Định luật Saclo Định luật Gayluysac Quá trình Đẳng nhiệt T = const ⇒ pV = hằng số Đẳng tích V = const ⇒ const T p = ( ) γt1pp 0 += Đẳng áp P = const ⇒ const T V = Phát biểu Ở nhiệt độ không đổi, tích của áp suất p và thể tích V của một lượng khí xác định là một hằng số. Khi thể tích không đổi áp suất của một khối khí tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối Thể tích V của một lượng khí có áp suất không đổi thì tỉ lệ với nhiệt độ tuyệt đối của khí. …………………………………………………………………………………………………… 7 .CHƯƠNG VII : CHẤT RẮN VÀ CHẤT LỎNG – SỰ CHUYỂN THỂ I.Chất rắn 1.Chất rắn: được chia thành 2 loại : chất rắn kết tinh và chất rắn vô định hình. Chất rắn kết tinh được cấu tạo từ các tinh thể, có dạng hình học Chất vô định hình không có cấu trúc tinh thể nên không có dạng hình học. 2.Tinh thể và mạng tinh thể - Tinh thể là những kết cấu rắn có dạng hình học xác định. - Mạng tinh thể Tinh thể là cấu trúc tạo bởi các hạt (nguyên tử, phân tử, ion) liên kết chặt chẽ với nhau bằng những lực tương tác và sắp xếp theo một trật tự hình học trong không gian xác định gọi là mạng tinh thể. 3. Chuyển động nhiệt ở chất rắn kết tinh và chất rắn vô định hình. o Mỗi hạt cấu tạo nên tinh thể không đứng yên mà luôn dao động quanh một vị trí cân bằng xác định trong mạng tinh thể. Chuyển động này được gọi là chuyển động nhiệt (ở chất kết tinh). o Chuyển động nhiệt ở chất rắn vô định hình là dao động của các hạt quanh vị trí cân bằng. o Khi nhiệt độ tăng thì dao động mạnh. 4. Tính dị hướng o Tính dị hướng ở một vật thể hiện ở chỗ tính chất vật lý theo các phương khác nhau ở vật đó là không như nhau. o Trái với tính di hướng là tính đẳng hướng. o Vật rắn đơn tinh thể có tính dị hướng. o Vật rắn đa tinh thể và vật rắn vô định hình có tính đẳng hướng II. Biến dạng của vật rắn 1 Biến dạng đàn hồi :Khi có lực tác dụng lên vật rắn thì vật bị biến dạng. Nếu ngoại lực thôi tác dụng thì vật có thể lấy lại hình dạng và kích thước ban đầu. Biến dạng vật rắn lúc này được gọi là biến dạng đàn hồi và vật rắn đó có tính đàn hồi. 2. Biến dạng dẻo (biến dạng còn dư) Khi có lực tác dụng lên vật rắn thì vật bị biến dạng. Nếu ngoại lực thôi tác dụng thì vật không thể lấy lại hình dạng và kích thước ban đầu. Biến dạng vật rắn lúc này được gọi là biến dạng dẻo (biến dạng còn dư) và vật rắn đó có tính dẻo. Giới hạn đàn hồi: Giới hạn trong trong đó vật rắn còn giữ được tính đàn hồi của nó. 3.Biến dạng kéo và biến dạng nén. Định luật Hooke. +Biến dạng kéo : Ngoại lực tác dụng làm vật dài ra +Biến dạng nén: ngoại lực tác dụng , vật ngăn lại + Ứng suất kéo (nén ):Là lực kéo (hay nén) trên một đơn vị diện tích vuông góc với lực. S F σ = S (m 2 ): tiết diện ngang của thanh F (N) : lực kéo (nén) σ (N/m 2 , Pa) : ứng suất kéo (nén) +Định luật Hooke “Trong giới hạn đàn hồi, độ biến dạng tỉ đối kéo hay nén của thanh rắn tiết diện đều tỉ lệ thuận với ứng suất gây ra nó.” o l l∆ ∼ S F hay : o l l ∆ = E S F hay : σ = E.ε o l l∆ : độ biến dạng tỉ đối E (N/m): suất đàn hồi +Lực đàn hồi l l o ∆= E.S F dh hay |F đh | = k.∆l ∆ l (m) : độ biến dạng (độ dãn hay nén) o l E.S k = : hệ số đàn hồi (độ cứng) của vật (N/m) 4.Giới hạn bền - Giới hạn bền được biểu thị bằng ứng suất của ngoại lực S F b = b σ (N/m 2 hay Pa) σ b : ứng suất bền. F b : Lực vừa đủ làm vật hư hỏng. III. Sự nở vì nhiệt của vật rắn : 1. Sự nở dài - Sự nở dài là sự tăng kích thước của vật rắn theo một phương đã chọn. …………………………………………………………………………………………………… 8 - Độ tăng chiều dài ∆l = αl o (t – t o ) α : hệ số nở dài (K – 1 hay độ -1 ), α phụ thuộc vào bản chất của chất làm thanh. l 0 là chiều dài của thanh ở t 0 0 C - Chiều dài của thanh ở t o C l = l o + ∆l = l o [1 + α (t – t o )] 2. Sự nở thể tích (sự nở khối) - Khi nhiệt độ tăng thì kích thước của vật rắn tăng theo các phương đều tăng lên theo định luật của sự nở dài, nên thể tích của vật cũng tăng lên. Đó là sự nở thể tích hay nở khối. - Thể tích của vật rắn ở t o C V = V o + ∆V = V o [1 + β(t – t o )] β: hệ số nở khối (K – 1 hay độ – 1 ) - Thực nghiệm cho thấy β = 3α 3. Hiện tượng nở vì nhiệt trong kỹ thuật - Trong kỹ thuật người ta vừa ứng dụng nhưng lại vừa phải đề phòng tác hại của sự nở vì nhiệt. - Ứng dụng: Ứng dụng sự nở vì nhiệt khác nhau giữa các chất để tạo ra băng kép dùng làm rơle. - Đề phòng: Ta phải chọn các vật liệu có hệ số nở dài như nhau khi hàn ghép các vật liệu khác nhau. Phải để khoảng hở ở chỗ các vật nối đầu nhau. CHƯƠNG VIII : CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 47. NGUYÊN LÝ I NHIỆTĐỘNG LỰCHỌC 1. Nội năng - Nội năng là một dạng năng lượng bên trong của hệ, nó chỉ phụ thuộc vào trạng thái của hệ. Nội năng bao gồm tổng động năng chuyển động nhiệt của các phân tử cấu tạo nên hệ và thế năng tương tác giữa các phân tử đó. - Kí hiệu : U, đơn vị Jun (J) - Nội năng phụ thuộc vào nhiệt độ và thể tích của hệ U = f(T, V) 2. Hai cách làm biến đổi nội năng a. Thực hiện công: - Trong quá trình thực hiện công có sự chuyển hóa từ một dạng năng lượng khác sang nội năng. b. Truyền nhiệt lượng - Trong quá trình truyền nhiệt có sự truyền nội năng từ vật này sang vật khác. - Số đo sự biến thiên nội năng trong quá trình truyền nhiệt là nhiệt lượng Q = ∆U - Công thức tính nhiệt lượng Q = mc∆t Q(J) : nhiệt lượng thu vào hay tỏa ra. m(kg) : khối lượng chất c(J/kg.K) : nhiệt dung riêng của chất ∆t( o C hay K) : độ biến thiên nhiệt độ. 3. Nguyên lý I nhiệt động lực học Nguyên lý I nhiệt động lực học là sự vận dụng định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng vào các hiện tượng nhiệt. a. Phát biểu – công thức Độ biến thiên nội năng của hệ bằng tổng đại số nhiệt lượng và công mà hệ nhận được. ∆U = Q + A Trong đó ∆U : độ biến thiên nội năng của hệ. Q, A : các giá trị đại số b. Quy ước về dấu Q > 0 : hệ nhận nhiệt lượng Q < 0 : hệ nhả nhiệt lượng |Q| A > 0 : hệ nhận công A < 0 : hệ sinh công |A| c. Phát biểu khác của nguyên lý I nhiệt động lực học Q = ∆U – A Nhiệt lượng truyền cho hệ làm tăng nội năng của hệ và biến thành công mà hệ sinh ra. 2. Hiện tượng mao dẫn a. Quan sát hiện tượng - Nhúng những ống thủy tinh có tiết diện nhỏ hở hai đầu vào chậu nước. Mực nước trong ống dâng lên, ống có tiết diện càng nhỏ thì nước càng dâng cao. …………………………………………………………………………………………………… 9 - Thay nước bằng thủy ngân mực thủy ngân trong ống hạ xuống. b. Hiện tượng mao dẫn: Là hiện tượng dâng lên hay hạ xuống của mực chất lỏng ở bên trong các ống có bán kính trong nhỏ, trong vách hẹp, khe hẹp, vật xốp,… so với mực chất lỏng ở ngồi. c. Cơng thức tính độ chênh lệch mực chất lỏng do mao dẫn 4σ h = ρgd σ (N/m) : hệ số căng bề mặt của chất lỏng ρ (N/m 3 ) : khối lượng riêng của chất lỏng g (m/s 2 ) : gia tốc trọng trường d (m) : đường kính trong của ống. h (m) : độ dâng lên hay hạ xuống. d. ý nghĩa của hiện tượng mao dẫn: Giấy thấm hút mực, mực thấm trong rãnh ngòi bút, bấc đèn hút dầu BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM 1.TĨNH HỌC 1. Một vật rắn chịu tác dụng của hai lực ở trang thái cân bẳng thì hai lực đó sẽ: A. cùng giá, ngược chiều, cùng độ lớn. B. cùng giá, cùng chiều, cùng độ lớn. C. có giá vng góc nhau và cùng độ lớn. D. được biểu diễn bằng hai vectơ giống hệt nhau. 2. Điều kiện cân bằng của một vật rắn chịu tác dụng của ba lực khơng song song là: A. hợp lực của hai lực phải cân bằng với lực thứ ba. B. ba lực đó có độ lớn bằng nhau. C. ba lực đó phải đồng phẳng và đồng quy. D. ba lực đó có giá vng góc nhau từng đơi một. 3. Mơmen lực tác dụng lên một vật là đại lượng: A. đặc trưng cho tác dụng làm quay vật của lực. B. dùng để xác định độ lớn của lực tác dụng. C. vectơ. D. ln có giá trị dương. . Hai lực của một ngẫu lực có độ lớn F = 5N. Cánh tay đòn của ngẫu lực d = 20cm. Mô men ngẫu lực có độ lớn làø: A. 1N.m B. 0,5N.m C. 100 N.m D. 2N.m . Người ta khoét một lỗ tròn bán kính R/2 trong một đóa tròn đồng chất bán kính R.Trọng tâm của phần còn lại cách tâm đóa tròn lớn bao nhiêu ? A. R/2 B. R/6 C. R/3 D. R/4 16. Trong quá trình nào sau đây, động lượng của ôtô được bảo toàn: A. Ô tô giảm tốc B. Ô tô chuyển động tròn đều C. Ô tô chuyển động thẳng đều trên đường có ma sát. D. Ô tô tăng tốc 17. Một hòn đá được ném xiên một góc 30 o so với phương ngang với động lượng ban đầu có độ lớn bằng 2 kgm/s từ mặt đất. Độ biến thiên động lượng P ∆ khi hòn đá rơi tới mặt đất có giá trò là (Bỏ qua sức cản) : A. 3 kgm/s B. 4 kgm/s C. 1 kgm/s D. 2 kgm/s 18. Một vật có khối lượng m chuyển động với vận tốc 3m/s đến va chạm với một vật có khối lượng 2m đang đứng yên. Sau va chạm, 2 vật dính vào nhau và cùng chuyển động với vận tốc bao nhiêu? Coi va chạm giữa 2 vật là va chạm mềm. A. 2m/s B. 4m/s C. 3m/s D. 1m/s Thanh nhẹ AB nằm ngang được gắn vào tường tại A, đầu B nối với tường bằng dây BC khơng dãn .Vật có khối lương m = 1,2 kg được treo vào B bằng dây BD, biết AB = 20 cm,AC = 48 cm,Tính lực căng của dây BC và lực nén lên thanh AB. Đáp số :T=N=5N Bài 3: Các thanh nhẹ AB, AC nối với nhau và với tường nhờ các bản lề . Tại A tác dụng lực thẳng đứng P = 1000 N. Tìm lực đàn hồi của các thanh nếu 00 60,30 == βα . …………………………………………………………………………………………………… 10 C B A P [...]... riêng của nước là 103 kg/m3 và pa = 1,013 .105 Pa ( g = 10 m/s2) Áp suất tuyệt đối ở độ sâu 10 m là : a 1,15 .104 Pa b 1,15 .105 Pa c 2,013 .105 Pa d 1,01 .105 Pa [] Hai pit-tơng của máy nén thủy lực có diện tích S2 = 2,25 S1 ( lấy g = 10m/s2) Nếu tác dụng lên pittơng nhỏ một lực 200N thì pit-tơng lớn sẽ nâng được vật có khối lượng bao nhiêu? A 20 kg b 22,5 kg c 40 kg d 45 kg [] Trong một máy nén thủy... dïng nã ®Ĩ treo mét vËt nỈng VËt nµy t¹o nªn mét lùc kÐo d©y b»ng 25N vµ lµm d©y dµi thªm mét ®o¹n b»ng 1mm St I©ng cđa kim lo¹i ®ã lµ: a 8,95 .101 0Pa 7,75 .101 0Pa 9,25 .101 0Pa 8,50 .101 0Pa C©u 296: Mét thanh trơ ®êng kÝnh 5cm lµm b»ng nh«m cã st I©ng lµ E = 7 .10 10Pa Thanh nµy ®Ỉt th¼ng ®øng trªn mét ®Õ rÊt ch¾c ®Ĩ chèng ®ì mét m¸i hiªn M¸i hiªn t¹o mét lùc nÐn thanh lµ 3450N Hái ®é biÕn ∆l d¹ng tØ... pV ∼ T = const = const T T2 V T 1 Câu 29 : Một bình kín chứa ơxi ở nhiệt độ 200C và áp suất 105 Pa Nếu nhiệt độ bình tăng lên đến 400C thì áp …………………………………………………………………………………………………… 18 A Câu 30 : A C Câu 31 : A C Câu 32 : A C Câu 33 : A C Câu 34 : A Câu 35 : A C Câu 36 : A Câu 37 : A C Câu 38 : A suất trong bình là C 2 .105 Pa 0,9 .105 Pa B 0,5 .105 Pa D 1,07 .105 Pa Nén một lượng khí lý tưởng trong bình kín... F1 , F2 song song ,cùng chiều đặt tại hai đầu thanh AB,có hợp lực F đặt tại O cách A 12 cm,cách B 8 cm và có độ lớn F =10 N.Tìm F1 , F2 b) Hai lực F1 , F2 song song ,ngược chiều đặt tại hai đầu thanh AB,có hợp lực F đặt tại O cách A 8 cm,cách B 2 cm và có độ lớn F =10, 5 N.Tìm F1 , F2 Đáp số: a) 4N,6N ;b)3,5N,14N Bài 5: Thanh nhẹ AB nằm ngang chiều dài l = 1m , chịu tác dụng của ba lực song song cùng... giảm nhiệt độ đến –1310C 0 D giảm nhiệt độ đến 5,40C C giảm nhiệt độ đến –11 C Câu 58 : Một quả bóng da có dung tích 2,5 lít chứa khơng khí ở áp suất 10 5Pa Người ta bơm khơng khí ở áp suất 105 Pa vào bóng Mỗi lần bơm được 125cm3 khơng khí Hỏi áp suất của khơng khí trong quả bóng sau 20 lần bơm ? Biết trong thời gian bơm nhiệt độ của khơng khí khơng đổi C 105 Pa A 2 .105 Pa B 0,5 .105 Pa D Một kết quả khác... phân tử có khoảng cách; Câu 19 : Khí được dãn đẳng nhiệt từ thể tích 4 lít đến 8 lít, áp suất khí ban đầu là 8 .10 5Pa Thì độ biến thi n áp suất của chất khí là : C Tăng 2 .105 Pa A Tăng 6 .105 Pa B Giảm 4 .105 Pa D Giảm 2 .105 Pa Câu 20 : Khi nhiệt độ trong một bình tăng cao, áp suất của khối khí trong bình cũng tăng lên đó là vì B số lượng phân tử tăng A phân tử khí chuyển động nhanh hơn D khoảng cách giữa... …………………………………………………………………………………………………… 24 10 BÀI TẬP TỰ LUẬN (MỖI BÀI 3 ĐIỂM) 1/ Một con lắc đơn có chiều dài l = 1m và vật có khối lượng m = 100 g Kéo con lắc lệch khỏi vị trí cân bằng một góc 450 rồi thả nhẹ Tìm vận tốc và sức căng của dây treo khi con lắc qua vị trí có góc lệch 300 Lấy g = 10m/s2 2/ Để đo vận tốc của một viên đạn, ta dùng con lắc thử đạn Đó là một bao cát có khối lượng M= 10kg treo ở đầu sợi dây dài... rơi tự do trong khoảng thời gian 0,5s Độ biến thi n động lượng của vật trong khoảng thời gian trên là:(Cho g =10m/s2) A 5,0 kgm/s B 25 kgm/s C .10, 0 kgm/s D 0,5 kgm/s 2 Một vật có khối lượng 500g đang chuyển động với vận tốc 10m/s Động năng của vật có giá trị bằng : A 25 J B 2,5 J C 250 J D 2500 J 3 Một khẩu đại bác có khối lượng 4 tấn , bắn đi 1 viên đạn theo phương ngang có khối lượng 10Kg với vận... 2m3 Tính áp suất của khí trong bình khi pit tơng đã thực hiện 100 0 lần nén Biết nhiệt độ khí trong bình là 42oC C 21at A 3,5at B 2,1at D 1,5at Câu 22 : Q trình nào sau đây là đẳng q trình? B Đun nóng khí trong một xilanh, khí nở ra đẩy A Khí trong quả bóng bay bị phơi nắng, nóng lên, nở ra làm căng bóng; pit-tơng chuyển động; D Đun nóng khí trong một bình đậy kín; C Khí trong một căn phòng khi nhiệt... là 10at thì nhiệt độ cuối cùng của khối khí là C 3870C 3330C B 2850C D 6000C 5 Một bọt khí ở đáy hồ sâu 6m nổi lên mặt nước, biết áp suất khí quyển là p 0 = 10 (pa) và khối lượng riêng của nước là 100 0kg/m3 Coi nhiệt độ khơng đổi, lấy g = 10m/s2 Thể tích của bọt khí tăng bao nhiêu lần C 1,5 1,6 B 16 D 2,6 0 Trong một bình kín chứa khí ở nhịêt độ 27 C và áp suất 2atm, khi đun nóng đẳng tích khí trong . SONG SONG. ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT RẮN DƯỚI TÁC DỤNG CỦA BA LỰC SONG SONG 1. Quy tắc hợp lực hai lực song song cùng chiều: a. Quy tắc: Hợp lực của hai lực 1 F ur và 2 F uur song song,. lương riêng của nước là 10 3 kg/m 3 và p a = 1,013 .10 5 Pa ( g = 10 m/s 2 ). Áp suất tuyệt đối ở độ sâu 10 m là : a. 1,15 .10 4 Pa b. 1,15 .10 5 Pa. c. 2,013 .10 5 Pa d. 1,01 .10 5 Pa. [<br>]. I v II = 11,2km/s gọi là tốc độ vũ trụ cấp II v III = 16,7km/s gọi là tốc độ vũ trụ cấp III CHƯƠNG V : CƠ HỌC CHẤT LƯU 1. Áp suất của chất lỏng : Chất lỏng luôn tạo lực nén lên mọi vật trong